【编号】2021-16

【题名】基体分子运动对聚偏氟乙烯/碳纤维复合材料的聚合物基正温度系数性能的影响

【作者】刘仁鹏，邹会昭，黄炎昊等

【机构】四川大学高分子科学与工程学院

【刊名】高分子学报（2021年03期）

【文摘】聚合物基正温度系数(PTC)材料中，基体分子在熔体状态下的运动能力可显著影响填料分布、PTC强度及稳定重复性等，明确其机理有利于高灵敏性且稳定可重复的PTC复合材料的设计与制备。通过探究基体熔体黏度不同的聚偏氟乙烯(PVDF)/碳纤维(CF)的电阻-温度响应行为，可以发现复合材料PTC转变温度区间仅取决于基体化学结构与结晶性，而PTC循环稳定性却受到基体分子运动能力的显著影响。当基体分子运动能力较强时，分子链极易黏附填料在CF表面形成包覆层，导致局部填料间距增大到隧穿距离以上，不利于复合材料导电网络的重建，导致随热循环次数增加，复合材料的室温电阻率有所升高，PTC可重复性略微降低。而对基体分子链缠结明显的PVDF/CF复合材料中，运动能力较弱的分子链不会包覆CF粒子，在多次升温-降温循环后导电通路能恢复到初始状态，复合材料呈现良好的PTC可重复性，将其应用于电路过热保护装置时，复合材料表现出灵敏的温度响应特性及可多次循环的开关特性。